附件C：譯文

一種新型高效率多軸數(shù)控機床誤差補償系統(tǒng)


摘要 為了提高數(shù)控機床的精確性以適應現(xiàn)代工業(yè)的需求，一種基于加勒金誤差預測思想的，由有效靜態(tài)、準靜態(tài)誤差補償系統(tǒng)所組成的無單元插補算法，遞歸軟件補償程序，以及數(shù)控代碼轉換軟件被發(fā)明出來。通過對加工路徑的自動分析，新的誤差預測方法能夠適應非剛性機械結構，并且避免通過計算機聯(lián)網(wǎng)運行復雜的誤差模型就能夠直接得出補償所需的切削誤差方位。然后，得出的誤差按照遞歸補償運算法則生成補償。最后，數(shù)控代碼軟件將自動生成一個應用于精密加工工程的數(shù)控補償程序。由于無單元理論的優(yōu)勢，這種誤差預測方法可以在整個工作區(qū)內(nèi)，為準確預測一臺機器的特有復雜誤差，而靈活的、不定期的分發(fā)結點。為了驗證算法和研制系統(tǒng)，進行了切割實驗，實驗結果表明這項誤差補償系統(tǒng)是可靠的。

關鍵詞 精密 數(shù)控機器 無單元理論 誤差補償 誤差模型 誤差預測

1. 引言
一般情況下，多軸數(shù)控機床加工過程中所產(chǎn)生的70%—80%的誤差都是靜態(tài)、準靜態(tài)誤差?，F(xiàn)代工業(yè)為了提高多軸數(shù)控機床的精度，開展了許多致力于分析、測量、預測以及補償靜態(tài)、準靜態(tài)誤差的研究。這些研究所共有的目的是找到誤差在機床和工件中的關系，并提供一個可行的辦法消除誤差。阿簡那帕等人『1』在假定機床和工件都是剛體的情況下，研究切削力獨立誤差補償。在研究中，首先，加工程序被識別并改變成簡單的補償，然后，傾斜的磁性軸承主軸用來做實時校正?？死锏偌{和費雷拉『2-4』出版了一系列關于誤差模型、模型參數(shù)測量、以及三軸加工中心準靜態(tài)誤差補償?shù)恼撐摹；趧傮w運動學，他們發(fā)明了一個由各個軸上的誤差所組成的準靜態(tài)誤差模型。由于機器負載所引起的變形是未知的，作者也設定每一環(huán)節(jié)的誤差都是僅僅針對本環(huán)節(jié)的變化函數(shù)。然后用多項式來表示誤差模型的各組成部分。經(jīng)過參數(shù)模型的誤差計算，三軸數(shù)控機床的準靜態(tài)誤差就被預測出來了。最后，在誤差模型的基礎上，通過泰勒級數(shù)展開來實施補償。泰勒級數(shù)的展開將決定補償精度。
考慮到高精度坐標測量機（CMMs），維克『5』確定了三個準靜態(tài)誤差的主要來源：1.由于元件精度有限而產(chǎn)生的幾何誤差，比如導軌和測量系統(tǒng)本身。2.由于元件剛度有限，在移動過程中所產(chǎn)生的誤差。以及3.溫差而引起的誤差，比如溫度變化引起的導軌膨脹以及擾度變化。這種方法通過大量獲取所有誤差并借助軟件補償來降低準靜態(tài)誤差。這種方法已經(jīng)被成功的應用于補償因有限剛度引起的誤差『6』、幾何誤差『7』，以及溫差引起的誤差『8』。雖然這種方法能夠有效